Horizontální přenos genetické informace
Horizontální přenos genů (HGT) (nebo laterální přenos genů) je jakýkoli proces, při kterém organismus získává genetický materiál od jiného organismu, aniž by byl jeho potomkem.
Naproti tomu k vertikálnímu přenosu dochází, když organismus získá genetický materiál od svého předka, např. od svého rodiče nebo druhu, z něhož se vyvinul.
Většina úvah v genetice se soustředí na vertikální přenos, ale stále častěji si uvědomujeme, že významným jevem je i horizontální přenos genů. Mezi jednobuněčnými organismy může být dominantní formou genetického přenosu. Umělý horizontální přenos genů je formou genetického inženýrství.
Mechanismus
Existuje několik mechanismů horizontálního přenosu genů:
- Transformace, genetická změna buňky v důsledku vnesení, přijetí a exprese cizího genetického materiálu (DNA nebo RNA). Tento proces je poměrně běžný u bakterií, ale méně častý u eukaryot. Transformace se často používá v laboratořích k vkládání nových genů do bakterií pro pokusy nebo pro průmyslové či lékařské aplikace.
- Transdukce, proces, při kterém je bakteriální DNA přenášena z jedné bakterie do druhé bakteriálním virem (bakteriofágem nebo "fágem").
- Bakteriální konjugace, proces, při kterém bakteriální buňka přenáší genetický materiál do jiné buňky kontaktem mezi buňkami.
- Přenašeč genů neboli "GTA" je prvek podobný viru, který obsahuje náhodné části hostitelského chromozomu. Vyskytují se u většiny zástupců alfaproteobakterií řádu Rhodobacterales. Jsou kódovány genomem hostitele. GTA přenášejí DNA tak často, že mohou mít důležitou roli v evoluci.
Zpráva z roku 2010 zjistila, že geny pro rezistenci vůči
antibiotikům lze přenášet pomocí inženýrství GTA v laboratoři. - Integrony, bakteriální "sada" pro přenos genových kazet.
Historie
Horizontální přenos genů byl poprvé popsán v Japonsku v publikaci z roku 1959, která prokázala přenos rezistence vůči antibiotikům mezi různými druhy bakterií.
V polovině 80. let Syvanen vyslovil domněnku, že laterální přenos genů má nejen biologický význam, ale že se podílí na utváření evoluční historie od počátku života na Zemi.
"Studie genů a genomů stále častěji naznačují, že mezi prokaryoty dochází ke značnému horizontálnímu přenosu." Zdá se, že tento jev měl určitý význam i pro jednobuněčná eukaryota. Jak poznamenávají Bapteste et al., "další důkazy naznačují, že přenos genů by mohl být také důležitým evolučním mechanismem v evoluci protistů".
Existují důkazy, že byly zasaženy i vyšší rostliny a živočichové. Richardson a Palmer (2007) uvádějí: "Horizontální přenos genů (HGT) hrál významnou roli v evoluci bakterií a je poměrně běžný u některých jednobuněčných eukaryot. Rozšířenost a význam HGT v evoluci mnohobuněčných eukaryot však zůstává nejasný".
Otázky a odpovědi
Otázka: Co je to horizontální přenos genů?
A: Horizontální přenos genů je proces, při kterém organismus získává genetický materiál od jiného organismu, který není jeho potomkem.
Otázka: Jak se horizontální přenos genů liší od vertikálního přenosu?
Odpověď: K vertikálnímu přenosu dochází, když organismus získá genetický materiál od svého předka, zatímco k horizontálnímu přenosu genů dochází, když organismus získá genetický materiál od jiného organismu, který není jeho potomkem.
Otázka: Na co se zaměřuje většina úvah v genetice?
Odpověď: Většina úvah v genetice se zaměřuje na vertikální přenos.
Otázka: Proč je horizontální přenos genů významným jevem?
Odpověď: Horizontální přenos genů je významným jevem, protože mezi jednobuněčnými organismy může být dominantní formou genetického přenosu.
Otázka: Co je umělý horizontální přenos genů?
Odpověď: Umělý horizontální přenos genů je druh genetického inženýrství, který zahrnuje záměrný přenos genetického materiálu z jednoho organismu do druhého.
Otázka: Může docházet k horizontálnímu přenosu genů mezi organismy různých druhů?
Odpověď: Ano, k horizontálnímu přenosu genů může docházet mezi organismy různých druhů.
Otázka: Dochází k horizontálnímu přenosu genů u všech organismů?
Odpověď: Ne, pouze u některých organismů dochází k horizontálnímu přenosu genů, zejména u jednobuněčných organismů.
